耐高溫電連接器熱分析與接觸可靠性研究.pdf

1、電連接器通常用于端接導(dǎo)體，并對相應(yīng)的元件進行插合和分離，用以控制整個電路系統(tǒng)的通斷，在各種尖端技術(shù)系統(tǒng)以及大型軍、民用電子系統(tǒng)中起著“中樞”的作用，因此采用了成千上萬的電連接器用于端接?？紤]到長期工作會使電連接器失效進而出現(xiàn)系統(tǒng)故障，這不僅會存在重大安全隱患還會造成巨大的經(jīng)濟損失，因此需要對其進行失效分析。隨著我國新一代武器以及運載系統(tǒng)技術(shù)特別是高速、超高速巡航導(dǎo)彈、大運載量火箭的發(fā)展，要求系統(tǒng)能夠在復(fù)雜空間環(huán)境、電磁環(huán)境中工作，這就對

2、安裝在武器系統(tǒng)、航天運載系統(tǒng)與地面設(shè)備之間的耐高溫電連接器提出了嚴格的高溫要求。所以，在高溫環(huán)境下有必要對電連接器的工作和失效情況進行理論分析，對接觸件在外界高溫環(huán)境下的接觸可靠性進行研究，為耐高溫電連接器的設(shè)計提供依據(jù)。論文的主要工作如下：
　　首先，概述論文的研究背景和意義，簡述可靠性工程的發(fā)展、電連接器的現(xiàn)狀，總結(jié)分析電連接器可靠性研究現(xiàn)狀及存在問題以及熱分析技術(shù)的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究內(nèi)容。
　　其次，介紹

3、了YF30系列耐高溫電連接器的結(jié)構(gòu)組成，分析了電連接器的失效情況，建立了電連接器的失效故障樹，進一步分析了高溫環(huán)境對電連接器接觸可靠性的影響，進而在高溫環(huán)境下對其進行有限元熱分析和高溫插拔試驗及接觸可靠性評估。
　　第三，在概述傳熱學(xué)分析基本理論的基礎(chǔ)上，首先建立電連接器有限元分析模型，利用有限元分析軟件Ansys Workbench對外界不同高溫環(huán)境下電連接器的溫度場進行了仿真，得到其內(nèi)部插針、插孔接觸部位的溫度隨時間的變化規(guī)律

4、。并利用電磁加熱裝置和熱電偶測試不同溫度環(huán)境下接觸處溫度隨時間的變化，從而驗證了有限元熱分析的正確性。對電連接器進行了靈敏度分析，確定了導(dǎo)熱系數(shù)是影響其溫度的主要性能參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，考慮該性能參數(shù)的隨機性，利用蒙特卡洛模擬方法得到了外界400℃下65s時電連接器接觸處的溫度場分布，并通過圖估計法驗證了溫度場為正態(tài)分布，進而計算出其均值和方差。
　　第四，建立耐高溫電連接器接觸電阻模型，并分析接觸壓力（插拔力）對接觸電阻大小的影響

5、。從工程應(yīng)用角度出發(fā)，利用接觸件插拔力大小來反映接觸壓力值，從而計算接觸電阻。設(shè)計了高溫環(huán)境下電連接器接觸對插拔力大小試驗裝置，通過在不同溫度環(huán)境下對接觸對進行了插拔力測試，從而分析了在插拔過程中接觸對插拔力的變化情況，得到了接觸對插入力穩(wěn)定值與溫度的關(guān)系，結(jié)合工程實際確定了接觸對能滿足接觸工作要求的最大溫度值（即接觸失效閥值），最后計算耐高溫電連接器的接觸可靠度。
　　最后，總結(jié)全文的研究內(nèi)容，指出了耐高溫電連接器接觸可靠性需要